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Artículo de método

Estable y eficiente modificación genética de células en el ratón adulto V-SVZ para el análisis de neural de células madre Autónoma y los efectos no autónomos

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DOI:

10.3791/53282

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17 de febrero de 2016

En este artículo

Resumen

Aquí describimos un procedimiento basado en el uso de partículas lentivirales para la modificación genética a largo plazo de células madre neurales y/o sus células ependimarias adyacentes en el nicho neurogénico ventricular-subventricular adulto que permite el análisis por separado de los efectos autónomos y no autónomos, dependientes del nicho, sobre las células madre neurales.

Resumen

Relativamente células madre somáticas quiescentes apoyan la renovación celular de toda la vida en la mayoría de los tejidos adultos. Las células madre neurales en el cerebro adulto de mamíferos están restringidos a dos nichos neurogénicos específicos: la zona subgranular del giro dentado del hipocampo y la zona ventricular-subventricular (V-SVZ; también llamada zona subependimario o ZEE) en las paredes de los laterales ventrículos. El desarrollo de estrategias de transferencia génica in vivo para las poblaciones de células madre adultas (es decir, las del cerebro de los mamíferos) que resulta en la expresión a largo plazo de los transgenes deseados en las células madre y su progenie derivada es una herramienta crucial en la investigación biomédica y biotecnológica actual. Aquí, se presenta un método directo in vivo para la modificación genética estable de células de ratón adulto V-SVZ que se aprovecha de la infección de ciclo independiente de células por LVs y la citoarquitectura altamente especializado del nicho V-SVZ. En concreto, el protocolo actual implicaes la inyección de LVs vacíos (control) o LV codifican casetes de expresión de transgén específica en cualquiera de la propia V-SVZ, para la dirección in vivo de todos los tipos de células en el nicho, o en el lumen del ventrículo lateral, para la focalización de ependimarias Sólo las células. Los casetes de expresión se integran en el genoma de las células transducidas y las proteínas fluorescentes, también codificadas por el LVs, permitir la detección de las células transducidas para el análisis de células de efectos autónomos y no autónomos, de nicho dependiente en las células y se marcaron su progenie.

Introducción

La zona ventricular-subventricular murino (V-SVZ), en las paredes del ventrículo lateral hacia el cuerpo estriado, es una región germinal muy activo en el que un proceso continuo de replicación de células progenitoras y de diferenciación como resultado la producción persistente del bulbo olfatorio (OB interneuronas) y oligodendrocitos del cuerpo calloso 1. La generación de toda la vida de estas células parece estar apoyada por la presencia en esta región de las células madre neurales (NSC, también llamadas células B1), que expresan la proteína ácida glial fibrilar antígeno de los astrocitos (GFAP) y marcadores de células tales como nestina, Id1 madre y Sox....

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Protocolo

DECLARACIÓN DE ÉTICA: Este protocolo sigue las pautas de cuidado de animales de la Universidad de Valencia conforme a la Directiva Europea 2010/63 / UE.

1. Generación de LV para estudios in vivo de marcado (véase la figura 1a)

PRECAUCIÓN: El procedimiento descrito en este documento es de bioseguridad de nivel 2, por lo tanto, realizar todos los procedimientos siguientes en una campana de bioseguridad. Asegurarse que el personal de investigación son suficiente formación y experiencia en todos los procedimientos. Use equipo de protección personal, incluyendo bata, guantes dobles y protección adecuada para los ojos. Por último....

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Resultados

Sistema de entrega de genes mediada por LV se puede utilizar para el largo plazo en la transducción in vivo de células de la V-SVZ de ratón adulto, lo que permite su seguimiento y la modificación genética durante la proliferación, migración y diferenciación. La infección y la expresión son muy eficaces y producen numerosas células que se pueden distinguir fácilmente entre otras células no infectadas por la expresión del reportero incluido. Hasta ahora hemos visualizado células transducidas con GFP reporteros fl.......

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Discusión

VL ofrecen importantes ventajas frente a otros sistemas virales para la modificación genética de las células madre neurales adultas 16,18. la administración estereotáxica de lentivirus con el nicho V-SVZ representa un método eficiente para etiquetar y rastrear con poca frecuencia dividiendo B1-NSCs superar las limitaciones de otros métodos usados ​​comúnmente, tales como BrdU, que se diluye después de múltiples divisiones celulares, o retrovirus, que sólo las células diana que están proliferando en el momento.......

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Divulgaciones

Todas las manipulaciones se realizan en una sala de nivel de bioseguridad 2. los animales protocolos fueron aprobados por el comité de ética de la Universidad de Valencia y eran todos, de acuerdo con la Directiva Europea 2010/63 / UE.

Agradecimientos

Reconocemos la ayuda de MJ Palop y el apoyo técnico de la SCSIE de la Universidad de Valencia. Agradecemos también a Antonia Follenzi para comentarios y discusión del manuscrito votos. Si se soporta por la Fundación Botín, por Banco Santander a través de su División Global Santander Universidades, y por subvenciones de la Generalitat Valenciana (Programa Prometeo, ACOMP, y la CIIU) y el Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO: SAF2011-23331, CIBERNED y RETIC Tercel) . Este trabajo fue apoyado también por BFU2010-21823 y RETIC Tercel subvenciones del MINECO y el Consejo Europeo de Investigación (ERC) 2012-STG (260511-

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Parte 1: Generación de LV para la entrega in vivo.
Equipo:
UltracentrífugaBeckman CoulterOptima XL-100K
Rotor de ultracentrífugaBeckman CoulterSW-28
rotorBeckman CoulterSW-55
Tubos de ultracentrífuga Beckman Coulter35812625 mm x 89 mm
 Beckman Coulter32681913 mm x 51 mm
Adaptadores de ultracentrífugaBeckman Coulter358156
Placa de 6 pocillosSPLPLC-30006
Placa de 24 pocillosSPLPLC-30024
Plato de 10 cmSPLPLC-20101100 x 20
Tubos FACS estiloAfora DE40080012 mm x 75 mm, 5 ml
Filtro FACS estéril de copaBD 34062630 µ m
Filtro de nitrocelulosaMilliporeSCGPU05RE0.22 μ m 
Citómetro de flujoBDLSR FortessaBlue laser 488 nm
Filtro SteritopBiofilFPE-204-500 0,22 y micro; m
Reactivos:
pMDLg/pRRE plásmido Addgene#12251Plásmido de empaquetamiento central
pRSV.PLÁSMIDO REV Addgene#12253Plásmido de empaquetado
central pMD2G plásmido Addgene#12259Plásmido de envoltura
pRRL-SIN-PPT.PGK.EGFP.Wpre plásmido Addgene#12252Plásmido de vector de transferencia
Dulbecco's Modified Eagle Medium BiowestL0101-500para el cultivo celular HeLa
, Iscove's Modified Dulbecco's Medium Life technologies12440-053Para cultivo celular 293T
Tris-EDTA (TE)Tris-HCl (sigma, T5941), 0,1 mM EDTA (sigma, E5134), pH 7,6,  Libre de ADNasa/ARNasa, 0,2 y micro; m filtrado estérilmente
2x HBS0,28 M NaCl (Sigma, S7653), 0,05 M HEPES (Sigma, H7523), 1,5 mM Na2HPO4 (Sigma, S7907) en dH2O (preferiblemente no MilliQ). Ajuste el pH a 7.0 con una solución de NaOH (Calbiochem, 567530).
Suero fetal bovino (FBS)BiowestS181B-500Solución madre a 100x, utilizada para preparar HeLa y medio de cultivo 293T a una concentración final de 10x.
GlutaminaSigma-AldrichG7513-100Solución madre a 200 mM, utilizada para preparar HeLa y 293T medio de cultivo a una concentración final de 6 mM.
Piruvato de sodioLife technologies11360-039Solución madre a 100 mM, utilizada para preparar HeLa y 293T medio de cultivo a una concentración final de 1 mM.
GlutaMAX SupplementLife technologies35050-061Se utiliza para preparar el medio de cultivo 293T a una concentración final del 1%.
Penicilina/estreptomicinaSigma-AldrichP4458La solución madre contiene 5.000 unidades/ml de penicilina y 5 mg/ml de estreptomicina. Se utiliza para preparar el medio de cultivo HeLa y 293T a una concentración final del 1%.
Tripsina-EDTALife Technologies25200-056Con rojo fenol, contiene 2,5 g de tripsina porcina y 0,2 g de EDTA 4Na/L HBSS.
Solución salina tamponada con fosfato  (PBS)Sigma-AldrichD1408Sin cloruro de calcio y cloruro de magnesio, 10x, líquido, filtrado estéril, apto para cultivo celular. Solución madre utilizada para preparar 1x PBS en agua apta para cultivo celular.
Polibreno (bromuro de hexadimetrina) Sigma-AldrichH9268Polvo. Prepare una solución madre 1.000x a 8 mg/ml en dHO
Paraformaldehído grado EM 16%EM Sciences15710
NameCompanyNúmero de catálogoComments
Parte 2: Inyección estetodotáxica de VI en la ZEE propiamente dicha o en el ventrículo lateral.
Equipo:
Vernier instrumento estereotáxicoNeuroLab, Leica39463001http://www.leicabiosystems.com/
Cunningham ratón y adaptador de rata neonatalNeuroLab, Leica39462950
Soporte para jeringasKD ScientificKDS-311-CE
Jeringa de calibre 33HamiltonP/N      84851/00#85RN
Taladro eléctricoFine Science Tool98096
Manta térmicaUfesaAL5512/01230-240 V, 100-110 W, tipo C_AL01
Afeitadora JataMP373NModelo: belleza, 3 V, 300 mA, tipo HT-03.
Reactivos:
MedetomidinaEsteveDOMTOR Solución comercial a 1 mg/ml.
KetaminaMerialImalgene 500 Solución comercial a 50 mg/ml
y ketaminaPrepare una mezcla de trabajo de medetomidina a una concentración final de 0,2 mg/ml de dilución y ketamina a una concentración final de 15 mg/ml en solución salina. Utilizar como anestesia inyectando un volumen para obtener una concentración final de 0,5-1 mg de medetomidina por kg de peso corporal y 50-75 mg de ketamina por kg de peso corporal
ButorfanolPfizerTorbugesicSolución madre a 10 mg/ml. Utilizado como analgesia a 1 mg/ml en solución salina.
AtipamezoleEsteveAntisedanSolución madre a 5 mg/ml, utilizada en una concentración final de 0,5 mg/ml en suero fisiológico para salir de la anestesia.
Solución salina al 0,9%Braun13465412
HistoacrylBraun1050052Adhesivo cutáneo tópico
HydroGelClear H2O70-01-5022
ToallitasKimberly-Clark3412011 cm x 21 cm
Bleach/VirkonDupont Rotulador
quirúrgicoStaedler313-9lumocolor permanente
 SICCAFLUID0,5 g/dosis, carbómero 974P
Povidona yodadaBetadine694109.610% povidona yodada
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Parte 3: Análisis histológico.
Equipo:
Bomba peristáltica automáticaCole-Parmer Inst. Co.HV-07524-55Masterflex L/S Accionamiento económico de velocidad variable, 1.6-100 rpm, 230 V
Cabezalde bomba Cole-Parmer Inst. Co.HV-07518-00 Cabezal debomba Masterflex L/S Easy-Load para tubos de precisión; Carcasa PSF, rotor CRS
Tubo de siliconaCole-Parmer Inst. Co.HV-96410-16Platinum L/S 16
Juego de venas del cuero cabelludoVygon V-green70246.05T25 G, longitud del tubo de 30 cm
VibratomeLeicaVT1000
Microscopio confocalOlympusFluoView FV10i
Placa calefactoraTehtnicaSHP-10
Reactivos:
Tampón de fosfato (PB)0,2 M PB: 0,2 M Na2HPO4 (Sigma, S7907) y 0,2 M NaH2PO4 (Panreac, 141965.1211) en dH2O, ajuste el pH a 7.2-7.4
Paraformaldehído (PFA)Panreac141451.1211Prepare fresco cada vez. Calor dH2O hasta 55– 60 ° C usando una placa calefactora colocada en una campana extractora y vierta el polvo de PFA mientras revuelve para obtener una solución al 8%. La solución es de color blanco turbio ya que el PFA no se disuelve fácilmente. Agregue 1N NaOH gota a gota hasta que la solución se aclare. Enfriar, filtrar el papel Whatman y añadir un volumen equivalente de 0,2 M PB.
Soluciónal 0,9% NaCl en dH2O
SuperglueLOCTITE767547
Azida sódicaPanreac122712.1608
GlycineSigma-AldrichG7126-100
Suero normal de cabraMilliporeS30-100
Triton X-100Sigma-AldrichT9284Detergente
Anticuerpo anti-GFP para conejosROCKLAND600-401-215Úselo en una dilución de 1:500
Alexa Fluor 488 Donkey Anti-Rabbit Anti-IgG (H+L)Sondas molecularesA-21206Uso en una dilución de 1:750
diclorhidrato (DAPI)Sigma-AldrichD9542Tinción nuclear fluorescente. Úselo a 2 mg/ml en ddH2O. Manténgalo en la oscuridad a 4 °C.
Fluoromount-GEM Sciences17984-25 Medio demontaje para preparaciones fluorescentes
tubos de ultracentrífuga de Mezcla de medetomidina Lubricante oftálmico salina 6-Diamindino-2-fenilindol

Referencias

  1. Fuentealba, L. C., Obernier, K., Alvarez-Buylla, A. Adult neural stem cells bridge their niche. Cell Stem Cell. 10 (6), 698-708 (2012).
  2. Silva-Vargas, V., Crouch, E. E., Doetsch, F. Adult neural stem cells and their niche: a dynamic duo during homeostasis, regene....

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Etiquetas

Inyección de vectores lentiviraleszona subventricular ventriculartransferencia génica in vivoindependiente del ciclo celulardetección de proteínas fluorescentesdireccionamiento a células ependimariasmétodo de modificación genéticacerebro de ratón adultoexpresión estable del transgén